石膏和砂岩试样损伤破裂及声发射时空演化规律研究

摘要：

通过对石膏和砂岩试样进行单轴压缩声发射试验,获取两种试样破裂全过程中的载荷-轴向变形曲线及声发射参数,观察试样破裂失稳情况,分析破裂过程中的声发射时空演化规律和波形的多重分形特征.研究结果表明:砂岩试样的单轴抗压强度是石膏试样的7倍多;由于岩性的变化,石膏和砂岩试样的破裂宏观形态由“X”型变化到倒“Y”型;两种试样声发射脉冲计数与应力变化规律比较一致,但是砂岩试样脉冲计数的最大值远远大于石膏试样;两种试样三维空间定位点分布与各自破裂宏观形态是一致的,但出现的时间以及分布位置是不同的;二者破裂过程中的波形都具有多重分形特征,破裂时的多重分形谱宽Δf(α)小于破裂前的Δf(α),破裂前的Δf(α)小于破裂后的Δf(α),砂岩试样各阶段的Δf(α)都小于石膏试样对应各阶段的Δf(α).表明两种试样在破裂时的能量大于破裂前,破裂前的能量大于破裂后,而且石膏在各个阶段的能量小于砂岩对应各阶段的能量.通过对比分析,更加深入了解石膏冲击破裂的规律.石膏和砂岩一样会发生冲击破裂,只是冲击破裂形式不同,而且在同等条件下,石膏破裂产生的能量小于砂岩,为石膏矿冲击地压的防治打下了理论基础.

关键词：岩石力学、破裂形态、声发射脉冲计数、定位演化、多重分形、FFT、最高频

所属期刊栏目：43

分类号：TU458(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家重点研发计划资助项目2016YFC0801401;国家自然科学基金资助项目51504250;四川省安全生产科技攻关资助项目aj20180416142619

在线出版日期：2018-09-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1902-1909